城市轨道交通供电系统的设计及应用.doc

都市轨道交通供电系统设计及应用 摘 要都市轨道交通是新型便捷交通工具，在都市发展中逐渐成为都市交通中重要构成部分，轨道交通供电系统是交通运行重要动力来源，必须得到重视。鉴于此，本文对都市轨道交通供电系统设计及应用进行了分析探讨，仅供参照。 关键词都市轨道交通；供电系统设计；应用 中图分类号：U223.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（）31-0178-01 一、都市轨道交通供电系统简介 在都市轨道交通中，供电系统是重要基础，因而在建设时必须予以充足重视。我国经济和交通繁华发展，使得我国供电系统设计方案和施工技术都获得了迅速发展，供电系统理论、设计方案等都愈加合理，对轨道交通设计也产生了积极增进作用。不过目前诸多措施只适合轨道交通供电系统初步规划和方案设计。在探索都市轨道交通工程建设前期准备和深入设计中，结合轨道交通供电系统进行分析，深入理解和归纳供电系统设计措施，力争设计措施更合理，可以很好地完毕目前轨道交通供电系统设计前期准备和设计工作。 二、都市轨道交通供电系统设计任务 现代项目管理理论中有关都市轨道交通前期建设程序设计、规划运行等，包括了项目都市轨道交通网络规划可行性研究，都市轨道交通供电网络设计需要资金支持以及筹措方案等。详细内容包括：对都市电网以及电源引入进行初步调查，对供电系统方案进行初步确实定，对供电制式进行方案初步设计，对车辆选型、供电牵引等进行去顶，估算供电系统工程建设投资，将分部分项工程投资估算精度加以控制。最终形成供电系统可行性研究汇报中，有关供电系统任务描述是：确定都市轨道交通供电系统、外部电源、牵引供?方案、PSCADA等关系；电流腐蚀防护、接地计划等。有关工程，是施工范围包括了电缆工程、变电所、牵引变电所、降压变电所、接触网等，有关供电系统项目投资共算误差率不能超过10%。 供电系统前期设计阶段，根据供电系统设计基本资料，对线路、行车、车辆等基本条件加以筹划。例如控制中心、车站、区间等有关都市轨道交通建筑物，以及动力照明负荷等估算。 三、都市轨道交通供电系统设计及应用 1、中压网络设计 轨道交通供电系统在设计时，需要计算直流牵引供电系统电压水平。此环节设计需要与线路、车辆、行车组织与运行管理等有关专业配合，并运用上述有关专业提供技术资料，构建等效线路模型。通过“公式法”“概率法”“运行图法”“运行图法+节点法”等计算措施进行牵引供电模拟计算，得出整个牵引供电系统电压水平和钢轨电位，作为后续设计分析判断，以便满足对应原则规范规定，从而可以充足实现整个牵引供电系统中压环网电压等级和主接线划分。 2、电力监控系统 都市轨道交通供电系统在运行过程中，为了保障供电系统可靠性和稳定性。针对其设置电力监控系统，为常见应用措施。目前在实际应用过程中，电力监控系统重要为计算机软件加网络技术构成。实际运行过程中，通过网络技术将各用电区域、用电设施，进行监控控制。并通过网络系统，形成完善闭环控制系统。详细操作过程中，电力监控系统根据用电区域特定设备运行现实状况，以及运行质量进行调控。 3、直流牵引供电设计 轨道交通供电系统在设计时，也需要全面把控供电系统各个方案，如牵引供电制式设置方案和牵引变电所设置方案等。按摄影应地铁设计规范和电力机车通用技术条件等有关规范，直流牵引供电变电方式可以有DC750V和DC1500V2种，后者在经济和技术上优势十分明显。因此都市轨道交通建设中倡导DC1500V。结合我国目前现实状况，直流牵引供电系统基本上包括了牵引网供电和走行轨回流，牵引网同步又被提成了架空接触网和接触轨。设计中要结合行车专业提供最大运送量对牵引变电设置方案以及整流机组容量进行设置。供电系统设计时必须按着轨道交通远期最大运送量设计牵引变电方案和整流机组容量。 4、供电系统方案设计 通过对外部电源方案规划，根据都市轨道交通特殊顾客城网建设，估算出一条线路用电范围在1040公里之内，需要功率展现了线状分布，采用外部电源方案进行了详细工程计算，得到了该都市轨道交通线网络规划实际用电负荷，构成都市网中实际工程电源方案，详细根据实际工程状况进行集中供电和分散供电方式选择。 通过对外部电源方案技术选择，采用集中或者分散观点方式，重要要对外部主变电所电源进行规划和设置，供电分区划分包括了前期供电系统设计重点和难点，对后期设计进行了基础开拓，这一项工作是与市规划部门进行了充足沟通和协调后，到达共识。 中压电缆网络布署方案，是将主变电所和降压变电所加以横向和纵向连接，形成全线变电所牵引和联络，起到了电能分派和传播作用。电压等级构成形式和属性包括了多种电压等级，如10、20、33、35kV电压等级。技术经济综合比较内容包括了系统走向，线路方案，站点电力供应等。以此为来选择适合电压等级。 根据研究，牵引供电制式、牵引网设置方案等，根据地铁设计规范中有关供电制式设计原则，形成了集中轨道建设方式和架空接触网方式应用。DV1500V电压等级多用于架空接触网上，如广州、天津等都市轨道交通中常用到施工技术。DC750V电压等级较多用于接触轨，在某些都市?道交通建设中也较为常用。技术进步已经到达了采用钢铝复合导电轨道技术阶段。 牵引变电所设置根据牵引网等级、电压损失而定，还要考虑杂散电流腐蚀防护、线路能耗、电缆铺设以及运行管理等方面，通过统筹设计，在故障和正常运行模式下，按照都市轨道交通直流供电系统牵引原则，要将牵引电压损失考虑在最大电压损失中，同步要将牵引变电所设置数量作为电压损失值关键原因加以考虑。 5、外部电源和主变电所设计 都市轨道交通运行需要强大电源支撑，一般运量大轨道交通需要电功率和对应用电负荷需求很少被关注，对此并未被划分至都市用电计划内。目前供电系统最大困难是怎样运用技术经济对电源设计方案进行规划，随即在集中供电和分散供电中选出最合适，或是结合2种方式来设计。根据地铁设计规范（GB50157），地铁外部电源方案应根据线网规划和都市电网规划进行设计。都市轨道交通在主变电所设计中，重要考虑如下几方面内容：（1）地铁主变电所属于一级负荷，应由两回独立外部电源供电，当一座主变电所故障时，相邻主变电所供电能力应满足对其支援供电规定；（2）主变电所应尽量设置在线路负荷中心，靠近电源点和换乘站，可减少电能损耗，减少外部电源接入系统工程投资，利于向多条地铁线路供电，实现资源共享；（3）主变电所供电范围要有所考虑，主变电所正常供电距离宜控制在15km左右，故障运行方式下供电距离控制在30km左右。 结束语 本文对都市轨道交通供电系统内设计和运用做出了详细分析，但愿可认为都市轨道交通建设提供参照。 参照文献 1 王晓凯.都市轨道交通供电直流侧短路故障定位研究D.北京交通大学，. 2 张殷.轨道交通电力监控系统设计与应用D.华东理工大学，. 3 金照盈.都市轨道交通供电系统谐波分析及对配网影响研究D.郑州大学，. 4 李虎，崔磊，黄德敏.基于100%低地板现代有轨电车都市轨道交通供电系统设计J.中国高新技术企业，（01）：123-124.